三 影響商品混凝土干縮的主要因素
影響商品混凝土干縮的因素主要有水泥和混合材品種、商品混凝土的配合比、骨料種類及含量、外加劑種類及含量、商品混凝土周圍條件、結(jié)構(gòu)特征因素、纖維種類及含量。
3.1 水泥及混合材品種水泥品種對(duì)商品混凝土干縮的影響主要取決于水泥的礦物組成和需水量。一般認(rèn)為，水泥中含較多的硫鋁酸鹽會(huì)產(chǎn)生較大的收縮，適當(dāng)?shù)氖�膏摻量可減小收縮。在水泥中摻入需水量較小的混合材，可以降低商品混凝土的干縮；而在水泥中摻入需水量較大的混合材則使商品混凝土的干縮值增大。水泥中微細(xì)顆粒越多，商品混凝土早期的收縮大，而終干縮值小。在商品混凝土中摻入不同的混合材對(duì)商品混凝土的干縮值有不同的影響，這主要與混合材的相對(duì)需水量有關(guān)。若混合材具有較小的內(nèi)比表面積和吸附水的能力，摻入商品混凝土中使商品混凝土需水量減小，水泥石中毛細(xì)管減少，干縮減小。3.2 骨料的影響骨料對(duì)商品混凝土干縮的影響主要有兩個(gè)方面。是骨料用量的影響，由于漿體是商品混凝土干縮的主要來(lái)源，加入自身無(wú)干縮變化的、需水量較小的骨料就相當(dāng)于減少了水泥漿體，從而降低了商品混凝土的收縮。第二是骨料硬度的影響，在商品混凝土中加入比漿體堅(jiān)硬、不收縮的骨料可以抑制漿體的干縮運(yùn)動(dòng)，有效的減小收縮量。骨料自身的尺寸、形狀和級(jí)配不影響商品混凝土干縮值，但骨料含量對(duì)商品混凝土干縮影響很大，商品混凝土干縮值隨骨料含量的增大幾乎直線下降。骨料的彈性模量決定了它所能抑制漿體收縮的程度，商品混凝土干縮隨骨料彈性模量的增加而明顯減小。3.3 礦物摻合料的影響已有大量研究資料表明，超細(xì)粉煤灰由于其優(yōu)良的減水性能、密實(shí)填充、微集料效應(yīng)等，可以較好地抑制商品混凝土的干縮。采用粉煤灰等量取代水泥時(shí)，同齡期下，商品混凝土干縮先隨粉煤灰摻量的增大而減小，但到某個(gè)摻量后，干縮又隨粉煤灰摻量的增大而增大，即粉煤灰摻量存在一個(gè)佳值。3.4 外加劑的影響在商品混凝土中摻加外加劑，由于外加劑的種類和摻量的不同，對(duì)商品混凝土的干縮有不同的影響。有試驗(yàn)表明，商品混凝土中摻入減水劑(普通減水劑和高效減水劑)、引氣劑以及引氣減水劑時(shí)，商品混凝土的干縮值基本不變或略有增大。在商品混凝土中摻加適量膨脹劑，可以使商品混凝土在養(yǎng)護(hù)期產(chǎn)生適度的體積膨脹。在鋼筋和鄰位約束存在的情況下，在商品混凝土中將產(chǎn)生一定的化學(xué)預(yù)應(yīng)力，這種化學(xué)預(yù)應(yīng)力能大致抵消因干縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而達(dá)到補(bǔ)償收縮、降低干縮的作用。3.5 周圍條件的影響相對(duì)濕度對(duì)商品混凝土干縮的影響很大，商品混凝土干縮值隨空氣相對(duì)濕度的增加而減小，在相對(duì)濕度為100%時(shí)表現(xiàn)為膨脹。在早期對(duì)商品混凝土進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，并不能降低商品混凝土的終干縮值，但可以推遲商品混凝土產(chǎn)生干縮的時(shí)間，從而減少干縮裂縫。溫度升高使商品混凝土干縮增大，這是因?yàn)闇囟仍礁�，商品混凝土中毛�?xì)孔水及C-S-H凝膠的層間水越容易失去，從而產(chǎn)生毛細(xì)管作用，引起商品混凝土收縮。因此，在較高溫度下灌注商品混凝土，尤其是面積大、厚度薄的商品混凝土構(gòu)件，極易出現(xiàn)大量的表面干縮裂縫。商品混凝土表面使用各種覆蓋物或涂料，均可減小商品混凝土中的溫度濕度梯度，從而降低收縮應(yīng)力，干縮相應(yīng)也較小。3.6 結(jié)構(gòu)特征因素結(jié)構(gòu)特征因素是指結(jié)構(gòu)物的形狀、尺寸及配筋率。在一定結(jié)構(gòu)物體積的情況下，商品混凝土干縮隨結(jié)構(gòu)物的表面積增大而增大，即商品混凝土干縮隨體積與表面積比值的增加而直線下降。有資料表明：原始構(gòu)件的表面積越大，初的收縮速率越快，但后期的收縮值較低；構(gòu)件表面積越低，早期收縮速率較低，而后期的收縮值大。試件尺寸對(duì)商品混凝土干縮的影響的規(guī)律是：小試件的干縮值比大試件的干縮值大，其差值隨齡期的增大而減小。商品混凝土構(gòu)件的配筋率對(duì)干縮有很大影響，這是因?yàn)殇摻顚?duì)商品混凝土干縮有抑制作用，商品混凝土干縮隨配筋率的增加而減小。3.7 纖維的影響在商品混凝土中加人纖維可提高商品混凝土的抗開(kāi)裂能力，某些種類的纖維還可以降低商品混凝土的干縮值，如鋼纖維和碳纖維。有文獻(xiàn)報(bào)道，加入1%的鋼纖維使48天齡期的商品混凝土干縮值降低了6%；在商品混凝土中加入短的碳纖維(0.19%體積含量)，在潮濕條件下養(yǎng)護(hù)14天，其干縮值降低了84%。目前，也有人在商品混凝土中摻加某些種類的有機(jī)纖維(如聚丙烯纖維、維綸纖維)的試驗(yàn)研究，并取得了一定的成果。